¿Por qué el transformador de aislamiento protege contra golpes?

No es realmente significativo hablar del voltaje entre dos puntos que están completamente aislados entre sí. Cualquier intento de medir el voltaje lo cambia.

Cualquier voltímetro del mundo real requiere una pequeña corriente para pasar para medir el voltaje, lo que significa que actúa como una resistencia. Para un medidor digital moderno, esto podría ser de unos 10MΩ. Entonces, al intentar medir el voltaje entre dos puntos aislados, cambias el circuito conectándolos entre sí.

Si realmente intentó medir el voltaje entre A y G, probablemente sería de aproximadamente 0 V, pero solo porque los conectó a través del voltímetro. Lo mismo ocurre con B y G. Si conectara dos voltímetros a la vez (A a G y B a G), probablemente ambos leerían aproximadamente 115V.

Las claves para entender esto son

1. lo que causa los choques es actual a través del cuerpo.
2. la introducción de cualquier componente adicional en un sistema puede cambiar los voltajes. El cuerpo humano no es una excepción a esto.

Consideremos un experimento. Supongamos que tengo dos terminales, uno está a potencial de tierra y el otro está conectado a un suministro de 230 V (en relación con la tierra). Ahora supongamos que tengo una resistencia de 10 megohmios, llamemos a los dos extremos de esa resistencia A y B. Primero conecto A al terminal de suministro de 230 V y dejo B desconectado por ahora. Ambos extremos de esa resistencia están a 230V.

Ahora suponga que conecto mi multímetro entre el extremo B y el suelo. Mi multímetro tiene una resistencia de entrada de 10 megohmios (esto parece ser un estándar de facto en prácticamente todos los multímetros digitales), por lo que el voltaje en B bajará a 115V.

Ahora suponga (NO HAGA ESTO) Quito el multímetro y toco B y tierra. Suponiendo que la resistencia no sea defectuosa, no recibo una descarga porque la corriente será inferior a 23 uA (el valor exacto dependerá de la resistencia del cuerpo, que es algo variable).

Ahora volviendo al caso del transformador de aislamiento. Vamos a ignorar la PC, simplemente complica las cosas.

Supongamos que no hay nada conectado a la salida del transformador. Sabemos el voltaje entre los dos terminales de salida. No sabemos el voltaje entre los terminales de salida y tierra, sin una trayectoria de baja impedancia para atarlo, podría estar prácticamente en cualquier lugar.

Ahora suponga que toca un extremo del transformador y la tierra. Los voltajes ahora cambian de modo que el extremo del transformador que acaba de tocar está a un maldito potencial cercano al suelo. Si tocas el otro extremo, entonces sucede lo mismo. Solo si toca ambos extremos a la vez o si toca uno y el otro extremo se conecta a tierra inadvertidamente, se puede mantener un voltaje significativo en la carga que es su cuerpo y, por lo tanto, suministrar una corriente que le dé un golpe. .

Lo que se supone acerca de que los terminales A y B del transformador de aislamiento secundario están a 0 voltios con respecto a la tierra, es incorrecto.
Es muy difícil determinar a priori la diferencia de potencial entre cualquiera de los terminales del transformador secundario y tierra.

El sistema de puesta a tierra que describe con el transformador se llama sistema de TI . Este esquema asume que existe una alta impedancia entre cualquier punto en el secundario y tierra. El sistema de protección adecuado para este tipo de instalación, incluye un monitor de aislamiento de línea .
Este sistema de conexión es el único que permite la operación después de la primera falla, a diferencia de otros sistemas, que en la primera falla, la fuente de alimentación (disyuntor) se desconecta.

En el caso de contacto indirecto, aunque se produce una falla a tierra que se puede monitorear, el usuario no está en riesgo porque el circuito aislado no está cerrado por tierra.

Creo que el punto es que el lado secundario está flotando, eso es todo.

[Referencia flotante

Decimos que la parte aislada del circuito está "flotando" con respecto a la fuente de alimentación. Dado que no hay una ruta directa para que la corriente fluya de regreso a la fuente de alimentación, no hay manera de mantenerla alineada con ninguna referencia relativa a la fuente de alimentación. Es similar a un globo que no tiene nada que lo amarre.

En lugar de eso, encuentra débilmente su propio potencial de acuerdo con las pequeñas corrientes de fuga disponibles. Si lo conecta a algo, se alineará de inmediato con el potencial de lo que lo conectó. En sí mismo, no se opondrá a la adopción de esa referencia; no está conectado directamente a nada que pueda proporcionar resistencia.

Un caso familiar de aislamiento galvánico es un instrumento alimentado por batería como un multímetro, ya que no tiene nada que fije su potencial de referencia, flotará a cualquier referencia a la que esté conectado; por ejemplo, en sí mismo, un multímetro alimentado por batería se puede conectar directamente a la red eléctrica para las mediciones. Todavía funciona porque está flotando en el potencial de red, por lo que su "0V" está en el potencial de red, y su batería es "potencial de red + 9V". Local al multímetro, nada cambió.] 1